多種炎癥指標聯合檢測對不同病原菌致膿毒血癥的早期診斷價值

沈麗磊,陳國飛

蘇州市中西醫結合醫院檢驗科,江蘇蘇州 215101

膿毒血癥是一種由細菌感染所致的嚴重全身性炎癥反應綜合征,是全球導致死亡主要原因之一[1]。膿毒血癥會對患者的心、肺及腎臟等器官造成損害,嚴重者可致器官衰竭、組織損傷甚至死亡,因此其早期識別、早期診斷、早期治療非常關鍵[2]。血培養是目前診斷膿毒血癥感染的金標準,培養分離出的病原菌有利于進一步的抗菌藥敏試驗及抗菌藥物的合理選擇,但同時也存在皮膚正常菌群污染及培養時間較長無法快速獲取檢測結果等問題,影響臨床的及時診療[3]。血清降鈣素原(PCT)是一種降鈣素前肽體,在炎癥和感染過程中升高,被認為是感染早期診斷標志物,C反應蛋白(CRP)、血清淀粉樣蛋白A(SAA)是常用的感染性疾病診斷指標,臨床中應用廣泛[4]。白細胞介素-6(IL-6)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是主要的促炎細胞因子,通過對白細胞活化、細胞增殖、淋巴細胞、分化和凋亡等機制,在抗菌及抵御炎癥反應中起關鍵作用[5-6]。本研究擬明確炎癥指標PCT、CRP、SAA、IL-6、TNF-α與不同病原菌引起的血流感染致膿毒血癥的相關性,評價5種指標及其聯合檢測在膿毒血癥患者中的診斷價值,為膿毒血癥的早期輔助診斷提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年1月至2022年11月本院重癥醫學科診治的血流感染致膿毒血癥患者140例作為研究對象,并根據血液培養結果將其分為革蘭陽性菌血流感染致膿毒血癥患者(革蘭陽性菌血流感染組)47例和革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥患者(革蘭陰性菌血流感染組) 93例。革蘭陽性菌血流感染組男性26例、女性21例,平均年齡(67.15±9.56)歲;革蘭陰性菌血流感染組男性58例、女性35例,平均年齡(66.83±8.77)歲。140例膿毒血癥患者符合文獻[7]診斷標準。選取同期在本院診斷為局部炎癥感染的患者70例作為局部感染組,其中男性42例、女性28例,平均年齡(64.37±8.79)歲。局部感染組患者均符合文獻[8]的診斷標準。另選取同期來本院就診的50例體檢健康者作為對照組,其中男性31例、女性19例,平均年齡(62.92±10.33)歲。所有入組研究對象的排除標準:患有腫瘤、血液疾病,器官移植、臨床及實驗室數據缺失、免疫功能缺陷等。本研究符合醫學倫理學標準,并經醫院倫理委員會批準,所有檢查均獲得研究對象及家屬知情同意。

1.2方法 膿毒血癥患者入院后進行急性生理學與慢性健康狀況評分系統Ⅱ(APACHE-Ⅱ)并記錄分數,在收治當天內抽取血培養,按照國家衛生健康委員會頒布的標準操作規程至少連續進行3次以上血培養。采用美國BD公司制造的BACTECTM 9120 全自動血培養儀進行細菌培養,法國生物梅里埃公司VITEK-2 Compact全自動微生物分析儀鑒定菌種及配套細菌鑒定藥敏卡,參照《全國臨床檢驗操作規程》第4版進行病原菌的分離與培養[9]。所有研究對象均入院當天檢測外周血PCT、CRP、SAA、IL-6、TNF-α等指標,以肝素抗凝管采集患者靜脈血3 mL,3 000 r/min離心5 min,取上清血漿,用于PCT檢測;促凝管采集患者靜脈血5 mL,3 000 r/min離心10 min,取血清,用于IL-6、TNF-α檢測;以乙二胺四乙酸二鉀抗凝管采集各組研究對象靜脈全血2 mL,用于CRP、SAA及血常規檢測。采用德國羅氏診斷有限公司的Cobase411全自動化學發光儀及定量檢測試劑盒測定PCT;CRP采用深圳邁瑞CAL8000血常規自動流水線分析測定;SAA蛋白采用上海奧普Ottoman全自動特定蛋白即時檢測分析儀進行檢測;IL-6、TNF-α采用LIAISON索靈(意大利)全自動化學發光分析儀進行檢測。所有指標均采用分析儀配套試劑、校準品及質控品,標本檢測均嚴格按照試劑盒說明書及相應儀器標準操作程序執行,并進行實驗室質量控制。

2 結 果

2.1膿毒血癥患者感染情況比較 膿毒血癥患者血流感染的細菌以革蘭陰性桿菌多見。革蘭陰性菌血流感染組中以肺炎克雷伯菌(34例)為主,其次為大腸埃希菌(27例)、鮑曼不動桿菌(18例)、銅綠假單胞菌(9例)、洋蔥伯克霍爾德菌(5例)。革蘭陽性菌血流感染組中以金黃色葡萄球菌(21例)為主,其次為表皮葡萄球菌(16例)、糞腸球菌(10例),所有膿毒血癥入組患者未發現真菌血流感染。

2.24組炎癥指標水平比較 革蘭陽性菌血流感染組、革蘭陰性菌血流感染組、局部感染組PCT、CRP、SAA、IL-6、TNF-α水平均明顯高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05);革蘭陽性菌血流感染組和革蘭陰性菌血流感染組PCT、CRP、SAA、IL-6、TNF-α水平明顯高于局部感染組,差異有統計學意義(P<0.05);革蘭陰性菌血流感染組PCT、CRP、TNF-α水平高于革蘭陽性菌血流感染組,差異有統計學意義(P<0.05),但革蘭陰性菌血流感染組IL-6、SAA水平與革蘭陽性菌血流感染組比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 4組炎癥指標水平比較[M(P25,P75)]

2.3膿毒血癥患者炎癥指標水平與APACHE-Ⅱ評分的相關性 革蘭陽性菌血流感染組患者PCT、CRP、IL-6水平與APACHE-Ⅱ評分分別呈正相關(r=0.427,P<0.001;r=0.328,P<0.010;r=0.283,P=0.026),但SAA、TNF-α水平與APACHE-Ⅱ無明顯相關性(r=0.203,P=0.078;r=0.228,P=0.063);革蘭陰性菌血流感染組患者PCT、CRP、SAA、IL-6、TNF-α水平與APACHE-Ⅱ評分均呈正相關(r=0.438,P<0.001;r=0.403,P<0.001;r=0.252,P=0.039;r=0.332,P<0.010;r=0.272,P=0.029)。

2.4不同炎癥指標對革蘭陽性菌血流感染致膿毒血癥的診斷價值 ROC曲線分析顯示,單項檢測對革蘭陽性菌血流感染致膿毒血癥的診斷效能最高的指標是CRP,其單獨檢測的AUC為0.785 7,表明其對革蘭陽性菌血流感染致膿毒血癥有較好的診斷價值;而PCT、SAA、IL-6、TNF-α單獨檢測的AUC均不如CRP單獨檢測的AUC高。5種指標(PCT+CRP+SAA+IL-6+TNF-α)聯合檢測的AUC為0.881 5,靈敏度與特異度分別為82.98%、84.29%,PPV為77.95%,NPV為88.09%,均明顯高于單一指標。見表2、圖1。

圖1 不同炎癥指標及其聯合檢測對革蘭陽性菌血流感染致膿毒血癥的診斷性能

表2 不同炎癥指標對革蘭陽性菌血流感染致膿毒血癥的診斷價值

2.5不同炎癥指標對革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥的診斷價值 PCT對革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥的診斷效能最高,其單獨檢測的AUC為0.887 3,其次為CRP,表明PCT、CRP對革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥均有較好的診斷價值。表3中顯示SAA、IL-6、TNF-α單獨檢測的AUC均不如PCT、CRP單獨檢測的AUC。5種指標(PCT+CRP+SAA+IL-6+TNF-α)聯合檢測的AUC為0.923 8,靈敏度與特異度分別為82.80%、90.00%,PPV為84.72%,NPV為88.66%,均明顯高于單一指標。見圖2。

圖2 不同炎癥指標及其聯合檢測對革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥的診斷性能

表3 不同炎癥指標對革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥的診斷價值

3 討 論

膿毒血癥是一種由機體對感染反應失調引起的復雜疾病,且與急性器官功能障礙和高死亡風險相關[7]。早期精準使用抗菌藥物,盡快清除感染病灶是治療膿毒血癥的關鍵。抗菌藥物給藥延遲與住院時間延長、器官功能障礙嚴重程度及臨床結局不良有關[10]。不同病原菌感染導致的膿毒血癥發病過程及病死率并不相同,革蘭陰性菌導致的膿毒癥較革蘭陽性菌膿毒癥的病理過程更加嚴重、病情進展更加迅速,病死率更高[11]。盡管傳統的血培養結果是膿毒癥患者病原學診斷的金標準,但因其陽性率低且耗時較長,往往延誤最佳治療時機。因此,感染所致的膿毒癥患者治療初期識別不同病原菌的類型及明確診斷對于改善預后極為重要。越來越多的研究顯示,PCT、CRP、內毒素等對評價感染的診斷及嚴重程度和預后均有一定臨床價值[12]。本研究結果顯示,膿毒血癥血流感染的細菌以革蘭陰性桿菌多見。革蘭陽性菌血流感染組和革蘭陰性菌血流感染組PCT、CRP、SAA、IL-6、TNF-α水平明顯高于局部感染組,且革蘭陽性菌血流感染組患者PCT、CRP、IL-6水平與APACHE-Ⅱ評分分別呈正相關,革蘭陰性菌血流感染組患者PCT、CRP、SAA、IL-6、TNF-α水平與APACHE-Ⅱ評分均呈正相關。說明血清炎癥指標與血液不同細菌感染導致的膿毒血癥關系密切,其表達水平能夠較好地判斷病情嚴重程度,炎癥指標聯合檢測能提高膿毒血癥的早期輔助診斷價值。PCT是一種非固醇類抗炎物質,在調控細胞因子網絡中發揮著重要作用[13]。既往研究顯示,當人體發生感染時,外周血PCT水平會有不同程度升高,在血流感染致膿毒血癥時PCT水平會顯著升高[14]。本研究發現,PCT對革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥的診斷效能最高,AUC為0.887 3,此結果也與陳靜波等[15]報道的結果一致。CRP是一種急性反應期蛋白,是臨床常用的評價感染的常用炎癥指標。本研究結果顯示,革蘭陽性菌血流感染組、革蘭陰性菌血流感染組、局部感染組CRP水平均明顯高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05);革蘭陽性菌血流感染組和革蘭陰性菌血流感染組CRP水平明顯高于局部感染組,差異有統計學意義(P<0.05)。有研究報道,膿毒血癥患者血漿PCT陽性率明顯高于血培養PCT陽性率,當膿毒血癥患者外周血PCT水平升高時,血培養PCT陽性率也隨之增高[16]。本研究結果發現,PCT鑒別革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥比CRP有更好效力,這與文獻[17]研究結果相一致,其原因可能是革蘭陰性菌細胞壁含有脂多糖,細菌死亡釋放后,誘導免疫細胞產生的IL-6、TNF-α等,促進PCT從各類細胞釋放出來。顧敏等[18]研究發現,革蘭陰性菌血流感染組血漿PCT水平明顯高于革蘭陽性菌血流感染組,當最佳臨界值為5.61 μg/L時,其靈敏度為73.70%,特異度為81.80%,其認為血中PCT水平的高低有助于區分是革蘭陰性菌、革蘭陽性菌感染。對于這一點,本結果也初步證實了血漿PCT水平在革蘭陰性菌血流感染組中明顯高于革蘭陽性菌血流感染組,但仍需大樣本量實驗進一步來驗證其可靠性。SAA 大多產生于肝臟,正常情況下,血漿中的SAA水平非常少,但當機體受到衣原體、病毒、細菌、支原體等抗原的刺激后,肝臟細胞就會分泌出大量的SAA,因此其可以成為反映炎癥控制、機體感染的一個指標[13]。本研究結果顯示,革蘭陽性菌血流感染組和革蘭陰性菌血流感染組SAA水平明顯高于局部感染組,差異有統計學意義(P<0.05)。白細胞介素是體內由免疫細胞釋放的重要促炎細胞因子,起著調節免疫反應及召集免疫細胞到感染部位,激活補體途徑后表現為炎癥反應[19]。IL-6是細胞因子網絡中的重要成員,在急性炎癥反應中處于中心地位,可介導肝臟的急性期反應,刺激CRP和纖維蛋白原的生成。本研究中,IL-6水平與膿毒血癥患者的APACHE-Ⅱ評分呈正相關,說明其有一定鑒別診斷價值,而此前的研究也證實了多種感染性疾病可導致血清IL-6水平升高,而且IL-6水平與患者預后密切相關[20]。TNF-α水平在革蘭陰性菌血流感染組中與APACHE-Ⅱ呈正相關,同樣表明TNF-α水平是較好的炎癥反應指標,對膿毒血癥鑒別診斷具有一定價值。研究表明,TNF-α在感染性疾病早期起著釋放其他細胞因子的作用,并在感染性休克中發揮直接的功能作用,因此在全身炎癥反應中處于中心地位,其血漿水平與膿毒血癥病死率相關[21]。本研究結果發現,TNF-α單獨檢測對革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥的診斷的AUC為0.819 2,說明TNF-α單獨檢測對膿毒血癥也有較好的臨床應用價值。而徐瑞山等[22]研究發現重癥膿毒癥患者外周血免疫因子的表達存在明顯異常,外周血IL-6和IL-18水平對膿毒癥的預后有較高的診斷效能,但外周血中TNF-α并非一個較好的膿毒血癥診斷指標。這可能是該研究針對的是重癥膿毒血癥的預后及死亡風險預估,而本研究更傾向于炎癥指標對于膿毒血癥的早期診斷,尤其是不同病原菌引起的血流感染的診斷價值。總之,利用外周血早期檢測各類炎癥因子等指標對診斷血流感染致膿毒血癥具有快速鑒別診斷、高靈敏度等特點,尤其是連續監測膿毒癥患者體內血中PCT、 CRP等指標的變化還可幫助了解細菌感染的嚴重程度,為判斷臨床預后和指導抗菌藥物的治療提供重要的實驗依據。本研究結果證明,當5種指標聯合檢測時,其對革蘭陽性菌血流感染致膿毒血癥診斷的AUC為0.881 5,對革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥診斷的AUC為0.923 8,均大于各指標單獨檢測的AUC,表明5種指標聯合檢測可為革蘭陽性菌血流感染或者革蘭陰性菌血流感染致膿毒血癥提供可靠的診斷依據。外周血中各類炎癥因子體外檢測方便快捷,可克服血培養檢測結果滯后、易污染等缺點[23]。然而,這些炎癥指標在外周血中的表達水平高低并不能確定血流感染的病原菌類型。在選擇抗菌藥物治療時,血培養檢測及藥敏試驗的價值是不可完全替代的。因此,臨床上需將多種炎癥因子的定量檢測與多次血培養動態檢測相結合,才能極大地提高細菌性血流感染致膿毒癥患者臨床診斷的準確性,同時縮短診斷時間,提高早期診斷效率。

綜上所述,外周血中PCT、CRP、SAA、IL-6、TNF-α檢測對膿毒血癥診斷均有著較好的價值,各炎癥指標與不同細菌感染導致的膿毒血癥關系密切,其表達水平能夠較好地判斷其病情嚴重程度。值得注意的是,由于樣本量較少,后續仍需進一步收集更多樣本及前瞻性設計研究以更好評估各指標的在膿毒血癥診斷中的價值。盡管如此,早期多種外周血炎癥指標聯合檢測仍具有重要的臨床意義,可以及時輔助血流感染的膿毒癥患者判斷病原菌類型,在血培養回報前盡早指導經驗性使用抗菌藥物的種類,從而提高血流感染膿毒癥患者早期治療的有效性,降低其病死率。